Linux 串口编程简介和实例学习

一、前言

无论是从Linux官方直接下载的原生态内核还是任何一家芯片厂家提供的Linux内核，都已经把串口驱动写好了，所以在Linux串口编程中，是完全不需要动手去写串口驱动的。对于一般的程序员来说涉及比较多的是串口应用编程，这里我们就介绍一下如何调用内核提供的接口，如何进行初始化配置以及发送和接收数据。

二、查看设备节点

查看串口设备节点，在linux系统，串口的设备节点以tty*的形式，是在dev/目录下。这里看一下我手头设备的串口的设备节点。如下图所示我这个板子是有四个串口。

三、串口初始化

串口通信初始化需要设置：波特率、数据位、奇偶校验位和停止位等参数。
此时需要用到 termio 结构体：

struct termio {
    unsigned short c_iflag;         /* input mode flags */
    unsigned short c_oflag;         /* output mode flags */
    unsigned short c_cflag;         /* control mode flags */
    unsigned short c_lflag;         /* local mode flags */
    unsigned char c_line;           /* line discipline */
    unsigned char c_cc[NCC];        /* control characters */
};

四、常用函数介绍。

1、读取当前参数函数：

int tcgetattr(int fd,struct termios *termios_p)

fd：open操作后返回的文件句柄
*termios_p：为前面介绍的结构体
初始化开始前调用这个函数.

2、获取当前波特率函数：

int speed_t cfgetispeed(const struct termios *termios_p)
int speed_t cfgetospeed(const struct termios *termios_p)

*termios_p：为前面介绍的结构体
成功返回0，失败返回-1

3、波特率设置函数：

int cfsetispeed(struct termios *termios_p,speed_t speed)
int cfsetospeed(struct termios *termios_p,speed_t speed)

*termios_p：为前面介绍的结构体
speed：波特率，常用B2400，B4800，B9600，B115200，B460800
成功返回0，失败返回-1

4、清空buffer数据函数：

int tcflush(int fd,int queue_selector)

queue_selector:有三个常用宏定义
TCIFLUSH:清空正读的数据，且不会读出
TCOFLUSH:清空正写入的数据，且不会发送到终端
TCIOFLUSH:清空所有正在发生的I/O数据.

成功返回0，失败返回-1

5、设置串口参数函数：

int tcsetattr(int fd,int optional_actions,cons struct termios *termios_p)

optional_actions:有三个常用宏定义
TCSANOW:不等数据传输完毕，立即改变属性
TCSADRAIN:等所有数据传输完毕，再改变属性
TCSAFLUSH:清空输入输出缓冲区才改变属性
成功返回0，失败返回-1

五、实例测试学习。

1、测试C代码。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <errno.h>

int set_opt(int,int,int,char,int);
void main()
{
    int fd,nByte,flag=1;
    char *uart3 = "/dev/ttySAC3";"/dev/ttySAC3"是con2
    char buffer[512];
    char *uart_out = "Please input,waiting....\r\n";
        char *uart_demo = "Linux uart demo\r\n";
    memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
    //if((fd = open(uart3, O_RDWR|O_NOCTTY))<0)//默认为阻塞读方式
          if((fd = open(uart3, O_RDWR|O_NONBLOCK))<0)//非阻塞读方式

        printf("open %s is failed",uart3);
    else{
        set_opt(fd, 115200, 8, 'N', 1);
        write(fd,uart_demo, strlen(uart_demo));
                write(fd,uart_out, strlen(uart_out));
        while(1){
            while((nByte = read(fd, buffer, 512))>0){
                buffer[nByte+1] = '\0';            
                write(fd,buffer,strlen(buffer));
                memset(buffer, 0, strlen(buffer));
                nByte = 0;
            }
        }
    }
}

int set_opt(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
{
    struct termios newtio,oldtio;
    if  ( tcgetattr( fd,&oldtio)  !=  0) { 
        perror("SetupSerial 1");
        return -1;
    }
    bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );
    newtio.c_cflag  |=  CLOCAL | CREAD;
    newtio.c_cflag &= ~CSIZE;

    switch( nBits )
    {
        case 7:
            newtio.c_cflag |= CS7;
            break;
        case 8:
            newtio.c_cflag |= CS8;
            break;
    }

    switch( nEvent )
    {
    case 'O':
        newtio.c_cflag |= PARENB;
        newtio.c_cflag |= PARODD;
        newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
        break;
    case 'E': 
        newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
        newtio.c_cflag |= PARENB;
        newtio.c_cflag &= ~PARODD;
        break;
    case 'N':  
        newtio.c_cflag &= ~PARENB;
        break;
    }

    switch( nSpeed )
    {
        case 2400:
            cfsetispeed(&newtio, B2400);
            cfsetospeed(&newtio, B2400);
            break;
        case 4800:
            cfsetispeed(&newtio, B4800);
            cfsetospeed(&newtio, B4800);
            break;
        case 9600:
            cfsetispeed(&newtio, B9600);
            cfsetospeed(&newtio, B9600);
            break;
        case 115200:
            cfsetispeed(&newtio, B115200);
            cfsetospeed(&newtio, B115200);
            break;
        case 460800:
            cfsetispeed(&newtio, B460800);
            cfsetospeed(&newtio, B460800);
            break;
        default:
            cfsetispeed(&newtio, B9600);
            cfsetospeed(&newtio, B9600);
            break;
    }
    if( nStop == 1 )
        newtio.c_cflag &=  ~CSTOPB;
    else if ( nStop == 2 )
        newtio.c_cflag |=  CSTOPB;
        newtio.c_cc[VTIME]  = 100;///* 设置超时10 seconds*/
        newtio.c_cc[VMIN] = 0;
        tcflush(fd,TCIFLUSH);
    if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)
    {
        perror("com set error");
        return -1;
    }

    //    printf("set done!\n\r");
    return 0;
}

2、执行结果

如下图所示，接收到串口发送过来的数据后马上发送，测试ok。

作者：海月汐辰
https://blog.csdn.net/qq_37858386/article/details/79940256